Abstract

Non-standard interactions of neutrinos arising in many theories beyond the Standard Model can significantly alter matter effects in atmospheric neutrino propagation through the Earth. In this paper, a search for deviations from the prediction of the standard 3-flavour atmospheric neutrino oscillations using the data taken by the ANTARES neutrino telescope is presented. Ten years of atmospheric neutrino data collected from 2007 to 2016, with reconstructed energies in the range from ∼16 GeV to 100 GeV, have been analysed. A log-likelihood ratio test of the dimensionless coefficients εμτ and εττεμμ does not provide clear evidence of deviations from standard interactions. For normal neutrino mass ordering, the combined fit of both coefficients yields a value 1.7σ away from the null result. However, the 68% and 95% confidence level intervals for εμτ and εττεμμ, respectively, contain the null value. Best fit values, one standard deviation errors and bounds at the 90% confidence level for these coefficients are given for both normal and inverted mass orderings. The constraint on εμτ is among the most stringent to date and it further restrains the strength of possible non-standard interactions in the μ − τ sector.

Details

Title
Search for non-standard neutrino interactions with 10 years of ANTARES data
Author
Albert, A. 1 ; Alves, S. 2 ; André, M. 3 ; Anghinolfi, M. 4 ; Anton, G. 5 ; Ardid, M. 6 ; Ardid, S. 6 ; Aubert, J.-J. 7 ; Aublin, J. 8 ; Baret, B. 8 ; Basa, S. 9 ; Belhorma, B. 10 ; Bendahman, M. 11 ; Benfenati, F. 12 ; Bertin, V. 7 ; Biagi, S. 13 ; Bissinger, M. 5 ; Boumaaza, J. 14 ; Bouta, M. 15 ; Bouwhuis, M. C. 16 ; Brânzaş, H. 17 ; Bruijn, R. 18 ; Brunner, J. 7 ; Busto, J. 7 ; Caiffi, B. 4 ; Calvo, D. 2 ; Capone, A. 19 ; Caramete, L. 17 ; Carr, J. 7 ; Carretero, V. 2 ; Celli, S. 19 ; Chabab, M. 20 ; Chau, T. N. 8 ; Cherkaoui El Moursli, R. 14 ; Chiarusi, T. 21 ; Circella, M. 22 ; Coleiro, A. 8 ; Coniglione, R. 13 ; Coyle, P. 7 ; Creusot, A. 8 ; Díaz, A. F. 23 ; de Wasseige, G. 8 ; Distefano, C. 13 ; Di Palma, I. 19 ; Domi, A. 18 ; Donzaud, C. 24 ; Dornic, D. 7 ; Drouhin, D. 1 ; Eberl, T. 5 ; van Eeden, T. 16 ; van Eijk, D. 16 ; El Khayati, N. 14 ; Enzenhöfer, A. 7 ; Fermani, P. 19 ; Ferrara, G. 13 ; Filippini, F. 12 ; Fusco, L. 7 ; Gatelet, Y. 8 ; Gay, P. 25 ; Glotin, H. 26 ; Gozzini, R. 2 ; Gracia Ruiz, R. 16 ; Graf, K. 5 ; Guidi, C. 27 ; Hallmann, S. 5 ; van Haren, H. 28 ; Heijboer, A. J. 16 ; Hello, Y. 29 ; Hernández-Rey, J. J. 2 ; Hößl, J. 5 ; Hofestädt, J. 5 ; Huang, F. 7 ; Illuminati, G. 30 ; James, C. W. 31 ; Jisse-Jung, B. 16 ; de Jong, M. 32 ; de Jong, P. 18 ; Kadler, M. 33 ; Kalekin, O. 5 ; Katz, U. 5 ; Khan-Chowdhury, N. R. 2 ; Kouchner, A. 8 ; Kreykenbohm, I. 34 ; Kulikovskiy, V. 4 ; Lahmann, R. 5 ; Le Breton, R. 8 ; LeStum, S. 7 ; Lefèvre, D. 35 ; Leonora, E. 36 ; Levi, G. 12 ; Lincetto, M. 7 ; Lopez-Coto, D. 37 ; Loucatos, S. 38 ; Maderer, L. 8 ; Manczak, J. 2 ; Marcelin, M. 9 ; Margiotta, A. 12 ; Marinelli, A. 39 ; Martínez-Mora, J. A. 40 ; Martino, B. 7 ; Melis, K. 18 ; Migliozzi, P. 39 ; Moussa, A. 15 ; Muller, R. 16 ; Nauta, L. 16 ; Navas, S. 37 ; Nezri, E. 9 ; Fearraigh, B. Ó 16 ; Păun, A. 17 ; Păvălaş, G. E. 17 ; Pellegrino, C. 41 ; Perrin-Terrin, M. 7 ; Pestel, V. 16 ; Piattelli, P. 13 ; Pieterse, C. 2 ; Poirè, C. 42 ; Popa, V. 17 ; Pradier, T. 43 ; Randazzo, N. 36 ; Real, D. 2 ; Reck, S. 5 ; Riccobene, G. 13 ; Romanov, A. 27 ; Sánchez-Losa, A. 44 ; Salesa Greus, F. 2 ; Samtleben, D. F. E. 32 ; Sanguineti, M. 27 ; Sapienza, P. 13 ; Schnabel, J. 5 ; Schumann, J. 5 ; Schüssler, F. 45 ; Seneca, J. 16 ; Spurio, M. 12 ; Stolarczyk, Th. 45 ; Taiuti, M. 27 ; Tayalati, Y. 14 ; Thakore, T. 46 ; Tingay, S. J. 31 ; Vallage, B. 38 ; Van Elewyck, V. 47 ; Versari, F. 48 ; Viola, S. 13 ; Vivolo, D. 49 ; Wilms, J. 34 ; Zavatarelli, S. 4 ; Zegarelli, A. 19 ; Zornoza, J. D. 2 ; Zúñiga, J. 2 

 Université de Strasbourg, CNRS, IPHC UMR 7178, Strasbourg, France (GRID:grid.11843.3f) (ISNI:0000 0001 2157 9291); Université de Haute Alsace, Mulhouse, France (GRID:grid.9156.b) (ISNI:0000 0004 0473 5039) 
 IFIC — Instituto de Física Corpuscular (CSIC — Universitat de València), Paterna, Spain (GRID:grid.470047.0) (ISNI:0000 0001 2178 9889) 
 Technical University of Catalonia, Laboratory of Applied Bioacoustics, Vilanova i la Geltrú, Spain (GRID:grid.6835.8) (ISNI:0000 0004 1937 028X) 
 INFN — Sezione di Genova, Genova, Italy (GRID:grid.470205.4) 
 Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen Centre for Astroparticle Physics, Erlangen, Germany (GRID:grid.5330.5) (ISNI:0000 0001 2107 3311) 
 Institut d’Investigació per a la Gestió Integrada de les Zones Costaneres (IGIC) — Universitat Politècnica de València, Gandia, Spain (GRID:grid.5330.5) 
 Aix Marseille Univ, CNRS/IN2P3, CPPM, Marseille, France (GRID:grid.470046.1) (ISNI:0000 0004 0452 0652) 
 Université de Paris, CNRS, Astroparticule et Cosmologie, Paris, France (GRID:grid.508487.6) (ISNI:0000 0004 7885 7602) 
 Aix Marseille Univ, CNRS, CNES, LAM, Marseille, France (GRID:grid.463707.1) (ISNI:0000 0004 0614 7900) 
10  National Center for Energy Sciences and Nuclear Techniques, Rabat, Morocco (GRID:grid.450269.c) 
11  Université de Paris, CNRS, Astroparticule et Cosmologie, Paris, France (GRID:grid.508487.6) (ISNI:0000 0004 7885 7602); University Mohammed V in Rabat, Faculty of Sciences, Rabat, Morocco (GRID:grid.31143.34) (ISNI:0000 0001 2168 4024) 
12  INFN — Sezione di Bologna, Bologna, Italy (GRID:grid.470193.8) (ISNI:0000 0004 8343 7610); Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università, Bologna, Italy (GRID:grid.6292.f) (ISNI:0000 0004 1757 1758) 
13  INFN — Laboratori Nazionali del Sud (LNS), Catania, Italy (GRID:grid.466880.4) (ISNI:0000 0004 1757 4895) 
14  University Mohammed V in Rabat, Faculty of Sciences, Rabat, Morocco (GRID:grid.31143.34) (ISNI:0000 0001 2168 4024) 
15  University Mohammed I, Laboratory of Physics of Matter and Radiations, Oujda, Morocco (GRID:grid.410890.4) (ISNI:0000 0004 1772 8348) 
16  Nikhef, Science Park, Amsterdam, The Netherlands (GRID:grid.420012.5) (ISNI:0000 0004 0646 2193) 
17  Institute of Space Science, Bucharest, Romania (GRID:grid.450283.8) 
18  Nikhef, Science Park, Amsterdam, The Netherlands (GRID:grid.420012.5) (ISNI:0000 0004 0646 2193); Universiteit van Amsterdam, Instituut voor Hoge-Energie Fysica, Amsterdam, The Netherlands (GRID:grid.7177.6) (ISNI:0000000084992262) 
19  INFN — Sezione di Roma, Roma, Italy (GRID:grid.470218.8); Dipartimento di Fisica dell’Università La Sapienza, Roma, Italy (GRID:grid.7841.a) 
20  LPHEA, Faculty of Science — Semlali, Cadi Ayyad University, Marrakech, Morocco (GRID:grid.411840.8) (ISNI:0000 0001 0664 9298) 
21  INFN — Sezione di Bologna, Bologna, Italy (GRID:grid.470193.8) (ISNI:0000 0004 8343 7610) 
22  INFN — Sezione di Bari, Bari, Italy (GRID:grid.470190.b) 
23  University of Granada, Department of Computer Architecture and Technology/CITIC, Granada, Spain (GRID:grid.4489.1) (ISNI:0000000121678994) 
24  Université de Paris, CNRS, Astroparticule et Cosmologie, Paris, France (GRID:grid.508487.6) (ISNI:0000 0004 7885 7602); Université Paris-Sud, Orsay Cedex, France (GRID:grid.5842.b) (ISNI:0000 0001 2171 2558) 
25  Laboratoire de Physique Corpusculaire, Clermont Université, Université Blaise Pascal, CNRS/IN2P3, Clermont-Ferrand, France (GRID:grid.494717.8) (ISNI:0000000115480420); Université de Paris, CNRS, Astroparticule et Cosmologie, Paris, France (GRID:grid.508487.6) (ISNI:0000 0004 7885 7602) 
26  LIS, UMR Université de Toulon, Aix Marseille Université, CNRS, Toulon, France (GRID:grid.462878.7) (ISNI:0000 0000 9766 3011) 
27  INFN — Sezione di Genova, Genova, Italy (GRID:grid.470205.4); Dipartimento di Fisica dell’Università, Genova, Italy (GRID:grid.5606.5) (ISNI:0000 0001 2151 3065) 
28  Royal Netherlands Institute for Sea Research (NIOZ), ’t Horntje (Texel), The Netherlands (GRID:grid.10914.3d) (ISNI:0000 0001 2227 4609) 
29  Géoazur, UCA, CNRS, IRD, Observatoire de la Côte d’Azur, Sophia Antipolis, France (GRID:grid.464167.6) (ISNI:0000 0000 9888 6911) 
30  Université de Paris, CNRS, Astroparticule et Cosmologie, Paris, France (GRID:grid.508487.6) (ISNI:0000 0004 7885 7602); INFN — Sezione di Bologna, Bologna, Italy (GRID:grid.470193.8) (ISNI:0000 0004 8343 7610); Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università, Bologna, Italy (GRID:grid.6292.f) (ISNI:0000 0004 1757 1758) 
31  International Centre for Radio Astronomy Research — Curtin University, Bentley, Australia (GRID:grid.499230.5) 
32  Nikhef, Science Park, Amsterdam, The Netherlands (GRID:grid.420012.5) (ISNI:0000 0004 0646 2193); Universiteit Leiden, Huygens-Kamerlingh Onnes Laboratorium, Leiden, The Netherlands (GRID:grid.5132.5) (ISNI:0000 0001 2312 1970) 
33  Universität Würzburg, Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, Würzburg, Germany (GRID:grid.8379.5) (ISNI:0000 0001 1958 8658) 
34  Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Dr. Remeis-Sternwarte and ECAP, Bamberg, Germany (GRID:grid.5330.5) (ISNI:0000 0001 2107 3311) 
35  Aix-Marseille University, Mediterranean Institute of Oceanography (MIO), Marseille, France (GRID:grid.5399.6) (ISNI:0000 0001 2176 4817); Université du Sud Toulon-Var, CNRS-INSU/IRD UM 110, La Garde Cedex, France (GRID:grid.5399.6) 
36  INFN — Sezione di Catania, Catania, Italy (GRID:grid.470198.3) (ISNI:0000 0004 1755 400X) 
37  University of Granada, Dpto. de Física Teórica y del Cosmos & C.A.F.P.E., Granada, Spain (GRID:grid.4489.1) (ISNI:0000000121678994) 
38  IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, Gif-sur-Yvette, France (GRID:grid.457342.3) (ISNI:0000 0004 0619 0319); Université de Paris, CNRS, Astroparticule et Cosmologie, Paris, France (GRID:grid.508487.6) (ISNI:0000 0004 7885 7602) 
39  INFN — Sezione di Napoli, Napoli, Italy (GRID:grid.470211.1) (ISNI:0000 0004 8343 7696) 
40  Institut d’Investigació per a la Gestió Integrada de les Zones Costaneres (IGIC) — Universitat Politècnica de València, Gandia, Spain (GRID:grid.470211.1) 
41  INFN — Sezione di Bologna, Bologna, Italy (GRID:grid.470193.8) (ISNI:0000 0004 8343 7610); Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche Enrico Fermi, Roma, Italy (GRID:grid.449962.4); INFN — CNAF, Bologna, Italy (GRID:grid.470182.8) 
42  Institut d’Investigació per a la Gestió Integrada de les Zones Costaneres (IGIC) — Universitat Politècnica de València, Gandia, Spain (GRID:grid.470047.0) 
43  Université de Strasbourg, CNRS, IPHC UMR 7178, Strasbourg, France (GRID:grid.11843.3f) (ISNI:0000 0001 2157 9291) 
44  IFIC — Instituto de Física Corpuscular (CSIC — Universitat de València), Paterna, Spain (GRID:grid.470047.0) (ISNI:0000 0001 2178 9889); INFN — Sezione di Bari, Bari, Italy (GRID:grid.470190.b) 
45  IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, Gif-sur-Yvette, France (GRID:grid.457342.3) (ISNI:0000 0004 0619 0319) 
46  IFIC — Instituto de Física Corpuscular (CSIC — Universitat de València), Paterna, Spain (GRID:grid.470047.0) (ISNI:0000 0001 2178 9889); University of Cincinnati, Cincinnati, U.S.A. (GRID:grid.24827.3b) (ISNI:0000 0001 2179 9593) 
47  Université de Paris, CNRS, Astroparticule et Cosmologie, Paris, France (GRID:grid.508487.6) (ISNI:0000 0004 7885 7602); Institut Universitaire de France, Paris, France (GRID:grid.440891.0) (ISNI:0000 0001 1931 4817) 
48  INFN — Sezione di Bologna, Bologna, Italy (GRID:grid.470193.8) (ISNI:0000 0004 8343 7610); Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università, Bologna, Italy (GRID:grid.6292.f) (ISNI:0000 0004 1757 1758); Université de Paris, CNRS, Astroparticule et Cosmologie, Paris, France (GRID:grid.508487.6) (ISNI:0000 0004 7885 7602) 
49  INFN — Sezione di Napoli, Napoli, Italy (GRID:grid.470211.1) (ISNI:0000 0004 8343 7696); Dipartimento di Fisica dell’Università Federico II di Napoli, Napoli, Italy (GRID:grid.4691.a) (ISNI:0000 0001 0790 385X) 
Pages
48
Publication year
2022
Publication date
Jul 2022
Publisher
Springer Nature B.V.
e-ISSN
10298479
Source type
Scholarly Journal
Language of publication
English
ProQuest document ID
2848478736
Copyright
© The Author(s) 2022. This work is published under http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ (the “License”). Notwithstanding the ProQuest Terms and Conditions, you may use this content in accordance with the terms of the License.